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Válvula de diafragma

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Válvula de diafragma

Em quase todos os sistemas de tubulação, a válvula contribui como um dispositivo básico de engenharia.  Estes dispositivos mecânicos/eletromecânicos controlam o fluxo de mídia e vêm em muitas variantes específicas. Há muitos fabricantes de válvulas de diafragma por aí que fornecem válvulas adequadas de acordo com sua necessidade. Como este artigo se concentra na válvula de diafragma, podemos ver o que ela é, como funciona e as várias formas que estão disponíveis. Esta análise pode ajudar a determinar se as válvulas de diafragma podem ser úteis e como escolher a versão adequada para a necessidade. 

desenho da válvula de diafragma

Válvula de diafragma

 

O que é a válvula de diafragma?

Uma válvula de diafragma é um tipo especial de válvula de fechamento e é bi-direcional por natureza. Estruturalmente distinta das válvulas normais. Como o nome implica um diafragma é o elemento de abertura e fechamento em uma válvula de diafragma que é feita de um material macio/flexível que é elástico, não corrosivo, material não permeável como borracha e plástico, isto separa o fluido dentro da cavidade do corpo da válvula da cavidade da tampa e do membro motor que impede a contaminação do meio de trabalho e a corrosão das partes operacionais.

Para aplicação a baixa pressão, baixa temperatura, corrosivos e materiais em suspensão, podem ser usadas válvulas de diafragma. Elas se beneficiam da simplicidade da construção, vedação forte e positiva, resistência à corrosão e baixa resistência a fluidos, e como não há caminho de vazamento na construção do projeto, estas válvulas consideradas à prova de vazamentos, esta função torna a válvula inestimável quando o vazamento dentro ou fora do dispositivo não pode ser aceito. Todos estes benefícios tornam a válvula de diafragma popular e adequada para muitas aplicações.

 

Como funciona a válvula de diafragma?

O funcionamento de uma válvula de diafragma é tão simples quanto uma válvula de aperto. Um diafragma resistente e elástico é fixado ao compressor por meio de um pino moldado com diafragma. Quando o operador deseja que a válvula seja fechada, o atuador é pressionado e/ou girado e a membrana é forçada para dentro da borda da represa firme, fechando a válvula.

O compressor é movido para cima e para baixo na haste da válvula. Assim, quando o compressor é levantado, o diafragma se eleva. O diafragma é empurrado para dentro do fundo curvo ou pela represa, dependendo do tipo de construção, à medida que o compressor é abaixado.

 

Tipos de válvula de diafragma

Dois projetos simples de válvulas de diafragma estão disponíveis principalmente: a represa e a passagem reta. Estas válvulas operam da mesma maneira, mas sua forma de corpo, diafragma e aplicação variam. Para tornar as válvulas de diafragma aceitáveis para usos corrosivos, o interior do corpo e os flanges finais devem ser revestidos. Vários materiais de revestimento podem ser utilizados, dependendo das exigências.

  1. Por estrutura do corpo:
  • Válvula de diafragma do tipo arame.

Os projetos mais comuns disponíveis são as válvulas de diafragma tipo weir-type. A configuração de lábio/sela elevada para controle de fluxo limitado é idealmente adequada e é vazada com segurança graças à tampa sobre o diafragma e o atuador. Este projeto é adequado para gases e líquidos nocivos ou corrosivos, já que esta tampa mantém cada ruptura da membrana. Como um elemento integrado do corpo da válvula, é dado um açude. A represa serve como sede da válvula para comprimir o diafragma a fim de evitar o surto. O corpo inclinado freqüentemente drena naturalmente esta válvula, embora possa ocorrer em ambas as direções e com certos usos, o que pode não ser desejável. Geralmente, este tipo de válvula de diafragma é fabricado em tamanhos grandes. O açude elevado diminui a quantidade de movimento do diafragma da posição completamente aberta para a posição completamente fechada, diminuindo assim a quantidade de esforço e tensão no diafragma. Para fluidos lisos e homogêneos, a válvula tipo weir-type é freqüentemente utilizada, pois polpas viscosas e sedimentos podem se acumular em ambos os lados da sela. Em processos como alimentos/químicos, processamento de gás, corrosivos e aplicações com água, eles são mais comumente encontrados.

 

Válvula Diafragma Tipo Fio

Válvula Diafragma Tipo Fio

  • Válvula de diafragma de passagem reta.A válvula de diafragma de passagem reta é semelhante na aparência aos tipos de esferovite; mas, não inclui a sela típica e, em vez disso, tem uma via reta. Normalmente, suas membranas são mais compactas e permitem uma maior distância para passar, já que o fundo da válvula deve ser tocado. Quando a válvula de passagem reta está aberta, para um fluxo máximo de fluxo em qualquer direção, o diafragma se eleva alto. Quando a válvula é fechada, mesmo com material grosso ou fibroso na linha, o diafragma veda firmemente para uma vedação positiva. Estas válvulas também devem ser reparadas porque, devido a suas membranas mais compactas, sua vida útil é normalmente mais curta do que os projetos do tipo “weir-type”. Para polpas abrasivas, óleos viscosos e outras condições, onde o bloqueio deve ser minimizado, as válvulas de diafragma são freqüentemente utilizadas diretamente através de válvulas de diafragma. Na indústria de bebidas, o tipo de válvula de furo cheio é mais comumente utilizado. Ela permite a limpeza com escova esférica, sem abrir ou remover a válvula da linha, seja com vapor ou soda cáustica. Elas também são adequadas para regimes de fluxo bidirecional, uma vez que não há sela para evitar a súbita transição da entrada para a saída.

Válvula de Diafragma Direto Através de Diafragma

Válvula de Diafragma Direto Através de Diafragma

  1. Por atuador.
    Para decidir que tipo de acionamento para fechar e abrir a válvula deve ser usado; isto depende da força do fluxo e da estrutura mais ampla da qual a válvula é um componente. Atuadores manuais, solenóides elétricos, pneumáticos, térmicos, hidráulicos e mais modernos do mecanismo de controle fornecem tipos de acionamento.

 

Vantagens da válvula de diafragma:

  • Válvulas de diafragma para o serviço de estrangulamento também podem ser utilizadas. Graças à ampla área de desligamento ao longo da bancada, as características de estrangulamento são as de uma válvula de abertura rápida.
  • Uma válvula de diafragma tipo weir-type é adequada para regular pequenos fluxos.
  • Proporciona forte resistência química devido à variedade de revestimento disponível.
  • As válvulas de diafragma são especialmente ideais para o tratamento de óleos corrosivos sem contaminação, polpas abrasivas fibrosas, fluidos tóxicos, ou outros fluidos.
  • A função de trabalho de uma válvula de diafragma não é exposta ao meio dentro da tubulação. Para mexer no mecanismo de trabalho, fluidos pegajosos ou viscosos não podem entrar no castelo.
  • Muitos fluidos que possam entupir, corroer ou estragar as partes operacionais de qualquer outro tipo de válvula se moverão através da válvula de diafragma sem causar qualquer problema. Por outro lado, não se pode permitir que os lubrificantes usados pelo mecanismo de trabalho contaminem o fluido que está sendo administrado.
  • Não há glândulas de embalagem a serem protegidas e nenhuma chance de vazamento da haste nas válvulas.

 

Desvantagens da válvula de diafragma:

  • A represa impedirá que o tubo drene completamente.
  • As temperaturas e pressões de trabalho do material do diafragma são reduzidas. As pressões são tipicamente limitadas a 200 psi e temperaturas de até 400 F (204 C).
  • O diafragma também pode diminuir a pressão hidrostática.
  • O diafragma pode sofrer corrosão quando usado extensivamente em serviços de estrangulamento extremo contendo impurezas.
  • As válvulas de diafragma são limitadas a pequenos tamanhos, normalmente de 1⁄2 a 12 NPS (DN 15 a 300).

 

Guia de seleção de válvulas de diafragma. 

As válvulas de diafragma não têm um projeto específico da indústria; assim, determinar a válvula correta para sua aplicação pode ser complicado. Esta parte incluiria algumas descrições cruciais dos critérios a serem definidos. Observe que esta lista não é abrangente, mas deve pelo menos orientar os engenheiros ou um fabricante de válvulas de diafragma na direção correta.

  • Tamanho da válvula: Como estas válvulas são usadas em aplicações de estrangulamento, seu tamanho tem grandes efeitos de fluido. Primeiro, calcule a quantidade desejada de fluido de processo através do dispositivo para determinar o tamanho correto da válvula. Isto implica compreender a vazão do fluido, sua gravidade/viscosidade particular, e a vazão ideal. Segundo, medir as temperaturas e pressões de entrada/saída ideais, assim como o potencial desejado da válvula e as forças que ela exigiria para obstruir o fluxo. A relação correta de diâmetro interno e externo para sua válvula pode então ser calculada usando tabelas.
  • Faixa de queda de pressão: Qual é a redução ideal da pressão através da válvula? Certifique-se de que este valor esteja definido, ou se não tiver certeza, escolha uma porcentagem suficientemente grande para ajustar o fluxo do fluido. Em seguida, decida as pressões que a válvula encontra à medida que o dispositivo opera, para que uma válvula que suporte toda a faixa possa ser escolhida.
  • Acionamento necessário: Usando a porção anterior, prever que tipo de diafragma seria mais útil para seu fluido de processo. Depois, decida se o corpo e a haste serão revelados ao meio ou se estes componentes devem ser isolados.
  • A conexão termina: Determine a relação entre a válvula e seu sistema; isto pode tomar a forma de rosca básica, juntas soldadas, flanges, e/ou outros procedimentos de peneiramento específicos da aplicação. A seguir, avaliar as propriedades ideais do material da válvula, de modo que o fluxo do fluido não afete adversamente o funcionamento da válvula. Por exemplo, fluidos altamente corrosivos precisam de materiais que não se deteriorem em condições cáusticas, como aço inoxidável, bronze e outros metais. Finalmente, decida todas as outras características, tais como unidade, indicações de localização, medidas de segurança e muito mais para permitir que sua válvula funcione melhor para seu projeto.

 

Onde é utilizada a válvula de diafragma?

Uma válvula de diafragma é barata, eficaz e vem em uma variedade de modelos devido a isso ela pode ser usada em muitas aplicações. Algumas das indústrias onde ela pode ser utilizada são:

  • Estações de tratamento de água.
  • Indústria farmacêutica.
  • Fábricas de processamento de alimentos.
  • Usinas de energia.
  • Serviços de vácuo.
  • Aplicações sujeitas a corrosão.

 

Como instalar uma válvula de diafragma.

  • Remover todo o material de embalagem da válvula. Verificar a tubulação quanto a contaminantes e objetos estranhos antes da instalação e, se necessário, limpá-la.
  • Em qualquer local de montagem, a válvula pode ser instalada. Deve-se tomar cuidado para permitir a entrada da válvula de ambas as direções para manutenção. Quando a válvula é montada em campo aberto, ela deve ser fixada pelo impacto direto do tempo no local.
  • O espaço entre os flanges da tubulação deve estar pelo menos 20 mm acima do comprimento completo da válvula durante a instalação da válvula, de modo a não afetar as faixas de operação e permitir que as juntas sejam instaladas. Como as juntas de flanges são recomendadas com juntas de borracha reforçadas com aço, isto é fundamental para flanges deslizantes.
  • As contraflanges da tubulação devem ser planas, paralelas e concêntricas. Os parafusos de ligação devem ser fixados de forma semelhante em cruz (sem tensão).
  • A tubulação não deve ser elevada até a válvula por nenhum meio. Para meios corrosivos, as juntas planas devem ser utilizadas em conformidade com a norma DIN 2690.

 

Manutenção da válvula de diafragma:

  • Todas as linhas de alta pressão devem ser baixadas e protegidas contra reinício antes de iniciar os trabalhos de manutenção! Ambas as conexões devem ser testadas quanto a vazamento e estanqueidade após a conclusão dos trabalhos de reparo.
  • As válvulas de diafragma são freqüentemente isentas de manutenção. O bocal de lubrificação no pescoço de cobertura deve ser lubrificado em intervalos freqüentes.
  • Inspeção: Descubra o estado exterior da válvula. Limpar e remendar o revestimento, se necessário. Verificar a estanqueidade dos contatos do tubo, por exemplo, os flanges. Testar o bom funcionamento da válvula. Alternar todo o curso manualmente. Verificar a estanqueidade no final da vedação: ajustar a válvula para uma posição fechada. Verificar a diminuição da pressão a jusante e a montante da válvula.
  • O diafragma de elastômero deve ser observado enquanto estiver armazenado: o espaço de armazenamento deve ser frio, seco e adequadamente ventilado. Uma temperatura ambiente entre +20 0 C e 10 0 C deve ser preservada. Quando o espaço de armazenamento for aquecido, os radiadores e drenos devem ser protegidos dos recipientes de armazenamento. A distância entre o aquecedor e os produtos de armazenamento deve ser de pelo menos 1m. Umidade relativa aproximada. 65% tem um efeito benéfico sobre os diafragmas preservados. O diafragma não deve ser exposto à luz do dia clara. Solventes, óleos e lubrificantes não devem ser embalados junto com os diafragmas do elastômero. Separar os novos diafragmas armazenados de diafragmas armazenados por mais tempo. Muitas vezes usar primeiro os diafragmas mais longos retidos.
  • Limpeza dos diafragmas: Os artigos de borracha devem ser lavados com água quente. Após um tempo de armazenamento de 6 a 8 meses, é aconselhável limpar e enxaguar com água antes da instalação com um solvente de carbonato de sódio a 1,5%. Os diafragmas limpos não poderiam ser secos pelo aquecedor.
  • Desatarraxar os parafusos em cruz e levantar a parte superior do corpo. O adesivo entre o flange da tampa do corpo e o diafragma pode ser separado indo e voltando. Se for difícil remover a parte superior, a válvula pode ser empurrada no sentido de fechamento por meio de um volante manual, que levanta a tampa e permite que a válvula seja retirada junto com o diafragma.
  • Desatarraxe o diafragma girando o componente de pressão no sentido horário. Remover a proteção do tubo (mangueira de borracha) do novo diafragma. Aparafusar o diafragma com o parafuso do diafragma completamente na parte de pressão.

 

Resumo:

Como já discutimos acima, a válvula de diafragma é adequada para muitas aplicações, pois é simples, econômica e tem muito pouca manutenção. Este artigo orienta você brevemente sobre a válvula de diafragma.

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